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高文琦 等 著

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• 光学
• 物理学
• 光
• 光学仪器
• 光学原理
• 衍射
• 干涉
• 偏振
• 折射
• 反射

出版社： 南京大学出版社

ISBN：9787305111846

版次：3

商品编码：11260159

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：266

正文语种：中文

内容简介

　　《光学（第3版）》是根据作者高文琦在南京大学物理、天文等系多年讲授光学课时使用的讲义编写而成的。全书内容包括几何光学、光度学、光的干涉、光的衍射、光的偏振、量子光学和近代光学中的一些课题。内容翔实、插图丰富，有不少是作者的特色。
　　《光学（第3版）》可作为综合大学、高等师范院校及其他高校的光学教材，对从事光学科研工作的有关科技人员亦是一本入门的参考书。

目录

0 绪论
1 几何光学
1.1 几何光学的基本定律
1.1.1 光线
1.1.2 光的反射定律和折射定律
1.1.3 光的可逆性原理
1.1.4 费马原理
1.1.5 棱镜的色散作用
1.2 成像的基本概念
1.2.1 同心光束与物像关系
1.2.2 物像的分类
1.3 单个球面的折射及反射成像
1.3.1 符号规则
1.3.2 单球面折射成像公式的推导
1.3.3 单球面反射成像公式的推导
1.4 球面折射的三种放大率
1.4.1 线放大率β
1.4.2 轴向放大率口
1.4.3 角放大率y
1.4.4 放大率三角形
1.5 共轴球面系统成像
1.5.1 共轴球面系统的定义与性质
1.5.2 共轴球面系统的基点
1.5.3 共轴球面系统成像问题的解法
1.5.4 共轴球面系统基点的求法
1.5.5 共轴球面系统的物像关系
1.5.6 物空间和像空间
1.6 光阑
1.6.1 孔径光阑和视场光阑
1.6.2 孔径光阑入射光瞳和出射光瞳
1.6.3 光学系统中孔径光阑的求法
1.6.4 视场光阑入射窗和出射窗
1.7 光学仪器
1.7.1 眼睛
1.7.2 放大镜
1.7.3 投影仪器
1.7.4 照相机
1.7.5 显微镜
1.7.6 望远镜
1.7.7 目镜
1.8 像差
1.8.1 像差概述
1.8.2 球面像差
1.8.3 彗形像差
1.8.4 像散和像场弯曲
1.8.5 畸变
1.8.6 色差
习题

2 光度学的基本概念
2.1 光通量
2.2 发光强度
2.3 照度
2.4 亮度发光表面所产生的照度
2.5 量度单位
2.6 经过光学系统的光通量
习题

3 光的干涉
3.1 光的干涉现象
3.2 线性叠加原理和相干条件
3.2.1 电磁场的线性叠加原理
3.2.2 电磁波平均能流密度和光强
3.2.3 叠加区域中的场强和光强，相干条件
3.3 杨氏实验的分析
3.3.1 相干条件的满足
3.3.2 观察屏上光强的讨论
3.4 一些实际问题的考虑
3.4.1 条纹对比度
3.4.2 时间相干性——相干长度和相干时间
3.4.3 空间相干性
3.5 实现干涉的方法
3.5.1 波前分割法
3.5.2 振幅分割法
3.6 迈克耳孙干涉仪
3.6.1 仪器的结构
3.6.2 仪器的等效光路
3.6.3 等倾干涉条纹的特征
3.6.4 几种振幅分割的干涉仪
3.6.5 傅里叶变换分光计
3.7 多光束干涉
3.7.1 多光束干涉的原理
3.7.2 多光束干涉仪的结构和条纹特征
3.7.3 自由光谱程和分辨本领
3.7.4 激光器的谐振腔
习题

4 光的衍射
4.1 光的衍射现象
4.2 衍射的分类
4.3 惠更斯-菲涅耳原理
4.4 菲涅耳衍射
4.4.1 球面波的自由传播
4.4.2 圆孔衍射
4.4.3 圆屏衍射
4.4.4 菲涅耳波带片
4.5 夫琅和费衍射
4.5.1 平行光照明时的单缝衍射
4.5.2 圆孔衍射
4.5.3 远区场衍射和近区场衍射
4.6 分辨本领
4.6.1 望远镜的分辨本领
4.6.2 显微镜的分辨本领
4.6.3 衍射受限光学系统
4.7 衍射光栅
4.7.1 结构与作用
4.7.2 光栅强度公式的推导
4.7.3 强度分布曲线的规律
4.7.4 光谱分析元件的三个参数
4.7.5 其他形式的光栅方程式和闪耀光栅
4.7.6 振幅矢量图
4.7.7 光栅的应用
习题

5 光的偏振
5.1 有关偏振光的一些概念
5.1.1 光的偏振性
5.1.2 光的偏振结构
5.1.3 自然光
5.1.4 部分偏振光
5.2 各种偏振状态的数学表达式
5.2.1 直线偏振光
5.2.2 圆偏振光
5.2.3 椭圆偏振光
5.3 偏振光的强度
5.3.1 偏振器
5.3.2 马吕斯定律
5.4 反射、折射产生偏振光
5.4.1 菲涅耳公式
5.4.2 反射率和透射率
5.4.3 反射、折射时的偏振现象
5.4.4 半波损失的解释
5.5 二向色性物质产生偏振光
5.5.1 线型光栅偏振器
5.5.2 二色性晶体
5.5.3 人造偏振片
5.6 散射产生偏振
5.6.1 散射的分类
5.6.2 瑞利散射定律
5.6.3 散射光的偏振状态
5.7 利用双折射产生偏振光
5.7.1 双折射现象的基本概念
5.7.2 单轴晶体中双折射现象的解释
5.7.3 寻常光和非常光的相对光强
5.7.4 双折射偏振器
5.8 相位延迟器——波片
5.8.1 相位延迟作用
5.8.2 全波片
5.8.3 半波片
5.8.4 1/4波片
5.8.5 可变相位延迟板
5.9 光波偏振态的定性分析
5.1 0偏振光的干涉
5.1 0.1 实验装置及现象
5.1 0.2 偏振光干涉的强度公式
5.1 0.3 实验现象的解释显色偏振
5.1 0.4 会聚偏振光的干涉
5.1 1旋光性
5.1 1.1 旋光现象
5.1 1.2 旋光性的解释
5.1 1.3 菲涅耳假设的实验证明
5.1 2感应的光效应
5.1 2.1 光弹效应
5.1 2.2 电光效应
5.1 2.3 法拉第效应
5.1 2.4 液体中的各向异性——液晶
习题

6 光的量子现象
6.1 热辐射普朗克公式
6.1.1 热辐射基尔霍夫定律
6.1.2 黑体辐射以及经典理论
6.1.3 腔内电磁辐射的模式推导
6.1.4 普朗克的量子假说普朗克公式
6.1.5 光测高温法
6.2 光电效应爱因斯坦方程
6.2.1 光电效应的实验规律
6.2.2 经典波动理论的困难
6.2.3 光量子爱因斯坦方程
6.2.4 光电效应的应用
6.3 康普顿效应
6.3.1 康普顿效应的实验定律
6.3.2 康普顿效应的理论解释
6.4 光的波粒二象性
6.4.1 德布罗意波
6.4.2 几率波
6.4.3 不确定关系式
习题

7 近代光学的一些课题
7.1 激光
7.1.1 光的自发辐射、受激吸收和受激辐射
7.1.2 光在介质中的增益
7.1.3 光振荡条件
7.1.4 纵横和横模
7.1.5 激光器的种类
7.1.6 激光的应用
7.2 全息照相
7.2.1 全息照相的特点
7.2.2 全息照相的基本原理
7.2.3 全息图的几种类型
7.2.4 全息干涉计量
7.3 光信息处理初步
7.3.1 预备知识
7.3.2 阿贝成像理论
7.3.3 阿贝一波特实验与空间滤波
7.3.4 光信息处理的应用
7.4 非线性光学
7.4.1 非线性光学概述
7.4.2 几种非线性效应
习题
习题参考答案
参考书目

前言/序言

《高等数学：理论与应用（第11版）》 内容简介 本书是享誉全球的经典高等数学教材的最新修订版。自初版问世以来，它便以其严谨的数学逻辑、清晰的理论阐述和广泛的实际应用而著称，被全球众多顶尖学府选为首选教材。第十一版在继承前版优良传统的基础上，根据现代工程、科学和技术领域对数学人才的新要求，进行了全面的更新与打磨。 本书系统地涵盖了微积分学、线性代数、多元函数微分学、多重积分、向量场理论以及无穷级数等核心内容。其目标不仅在于传授必要的数学工具和计算技巧，更重要的是培养读者深入理解数学概念的本质，建立严密的逻辑思维能力，并能够运用这些工具解决复杂问题。 第一部分：微积分基础——函数的极限与导数 本部分为全书的基石，详细介绍了函数、极限的概念及其运算性质。我们采用了直观的几何解释和严格的 $epsilon-delta$ 语言相结合的方式来定义极限，确保初学者能够扎实掌握这一核心概念。随后，深入探讨了连续性，并通过大量的例子阐明了介值定理、极值定理等在理论证明中的重要性。 导数的引入，从切线斜率的实际问题出发，自然过渡到导数的定义、微分法则（如乘法法则、链式法则等）。本章的重点在于导数的几何意义和物理意义，包括函数的单调性、极值、凹凸性以及曲率等。我们特别增设了“应用导数解决优化问题”的专题，展示了如何将抽象的微积分概念应用于最大化利润、最小化成本等实际工程场景。牛顿法的迭代过程也被详细剖析，展示了数值方法在求解方程中的强大能力。 第二部分：积分学——定积分与不定积分 本部分的核心是定积分。从黎曼和的定义出发，逐步建立了定积分的严密概念，并证明了微积分基本定理——连接微分与积分的桥梁。我们花费大量篇幅讲解了各种积分技巧，包括换元法、分部积分法、三角代换法以及有理函数的部分分式分解法。对于超越函数的积分，我们提供了详尽的步骤和易于遵循的指引。 不定积分（原函数）的求解方法是本章的重点训练内容，旨在提高读者的计算熟练度。此外，本书还涵盖了定积分的广泛应用，包括计算平面图形的面积、旋转体的体积、弧长、曲面面积以及质心和转矩的计算。 第三部分：超越函数与微分方程基础 本章对指数函数、对数函数、三角函数及其反函数的性质和积分进行了系统梳理。特别强调了泰勒级数展开式在函数近似和误差分析中的作用。 微分方程的引入旨在让学生初步接触动态系统的数学描述。我们着重讲解了一阶和二阶常系数线性微分方程的求解方法，包括利用特征方程法和常数变易法。针对物理学和工程学中常见的振动问题和RLC电路模型，提供了具体的应用案例分析。 第四部分：线性代数——向量空间与矩阵理论 本部分内容独立于微积分体系，但对现代科学至关重要。从向量的基本运算开始，逐步引入线性组合、线性相关性、基和维数的概念，构建了抽象的向量空间理论框架。 矩阵的运算（加法、乘法、转置）被清晰地定义，并重点阐述了矩阵的秩、行列式及其性质。求解线性方程组是本章的重中之重，详细介绍了高斯消元法和 LU 分解法。 关于特征值和特征向量的讨论，通过对二次型和对称矩阵的分析，展示了对角化在线性变换简化中的核心地位。本部分强调了线性代数在数据分析、图论和量子力学中的基础作用。 第五部分：多元函数微积分 随着对现实世界复杂性的深入认识，本书自然过渡到多变量函数。偏导数的概念、梯度向量以及方向导数被详细讲解。我们通过多变量函数的链式法则，展示了其在隐函数求导中的应用。 极值问题的求解，包括二阶偏导数的判别式（Hessian 矩阵），被系统地用于寻找多元函数的局部极值点。拉格朗日乘数法作为解决等式约束优化问题的强大工具，被配以详细的实例进行阐述。 第六部分：多重积分与向量微积分 本部分将积分的概念扩展到二维和三维空间。直角坐标系下的二重积分和三重积分的计算被详细介绍，重点关注积分区域的设定。极坐标、柱坐标和球坐标系的引入，极大地简化了特定几何形状下的积分计算。 向量场理论是本章的难点与亮点。格林公式、斯托克斯公式和高斯（散度）公式，这三大重要的积分定理，被置于清晰的几何背景下进行阐述，展示了它们在电磁场、流体力学中的根本地位。我们不仅讲解了如何应用这些公式，更深入探讨了其背后的微分几何思想。 本书特色： 1. 严谨与直观的平衡： 理论推导严格可靠，同时辅以丰富的图示和生活化、工程化的实例，降低理解难度。 2. “概念核查”环节： 每章末设置了针对核心概念的简短问答环节，帮助学生自我检测对基本定义的掌握程度。 3. 丰富的习题集： 习题难度梯度设计合理，从基础计算到复杂的理论证明题覆盖全面，特别增补了大量源自工程、经济学和计算机科学的真实世界问题。 4. 计算工具的整合： 在讲解矩阵运算和数值解法时，穿插了如何使用主流计算软件（如 MATLAB 或 Python 科学计算库）验证结果的简要指南，以适应现代计算需求。 5. 历史背景与前沿展望： 穿插介绍重要数学定理的发现历史，激发读者的学习兴趣，并简要提及如泛函分析等前沿分支与本书内容的关联。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它不仅仅局限于课堂知识的搬运，更注重培养读者的科学思维和解决问题的能力。作者在每一章的结尾都设置了富有挑战性的思考题，这些题目往往不是简单的计算，而是需要读者结合所学知识，运用批判性思维去分析和解决。我花了大量时间去钻研这些习题，虽然过程有些艰辛，但每次解决一个问题，我都感到豁然开朗，成就感十足。特别是关于非线性光学的部分，作者没有回避其复杂性，而是通过巧妙的例子和清晰的推导，将深奥的理论变得易于理解。我印象深刻的是关于二次谐波产生（SHG）的讲解，书中不仅给出了数学模型，还详细阐述了在材料科学和激光技术中的实际应用，这让我看到了光学研究的前沿动态。此外，书中的排版设计也非常人性化，重点内容有加粗提示，关键公式有单独标注，这使得阅读过程更加流畅高效。我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在学习一种探索未知的方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的严谨性和深度令我印象深刻。作者在数学推导上非常扎实，每一个公式的来源和意义都解释得清清楚楚，这让我这个偏向理论研究的读者受益匪浅。我尤其欣赏书中对一些高级光学概念的介绍，比如量子光学的基础知识，作者用一种非常清晰的逻辑将量子力学与光学相结合，让我对光的微观性质有了全新的认识。书中对光与物质相互作用的描述也十分详尽，从折射、反射到吸收、散射，都进行了深入的分析。我反复研读了关于光学薄膜的章节，书中详细介绍了多层介质中的反射和透射问题，以及如何在薄膜设计中实现特定的光学功能，这对我进行光学元件的设计非常有启发。总而言之，这本书为我打开了光学研究的新视野。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚入门光学领域的研究生，这本书给我带来了极大的帮助。它不像很多教材那样枯燥乏味，而是充满了智慧和启发。作者在处理一些经典光学现象时，总能找到创新的解释角度，让我耳目一新。比如，在讲解光的波动性时，书中并没有止步于惠更斯原理，而是深入探讨了费马原理在解释光线传播路径中的优越性，这让我对光的本质有了更深刻的理解。我尤其对关于傅里叶光学的部分印象深刻，书中将数学工具与物理概念巧妙地结合，使得我们能够用一种全新的视角来理解光的衍射和成像。通过对傅里叶变换在透镜成像中的应用，我才真正理解了为什么光学系统会有分辨率的限制。这本书的参考文献列表也十分详尽，为我进一步深入研究提供了宝贵的指引。我感觉这本书不仅仅是知识的传递，更是思想的启迪。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真是太满意了！从拿到手的那一刻起，就被它扎实的学术内容和严谨的逻辑推理深深吸引。每一章的讲解都循序渐进，从最基础的光的传播原理，到后面复杂的衍射、干涉和偏振现象，都梳理得井井有条。我尤其喜欢作者在介绍抽象概念时，会穿插大量的实例和生活中的应用，这让我这个初学者能够很快地理解和消化。比如，在讲到全反射时，书中不仅仅给出了理论公式，还详细解释了光纤通信以及潜望镜的工作原理，这让我瞬间觉得物理知识离生活如此之近。而且，书中的插图也非常精美，很多复杂的物理模型都通过清晰的图示展现出来，大大降低了理解难度。我反复研读了关于激光的部分，作者对不同类型激光的产生机制、特性以及在工业、医疗和科研领域的应用都做了详尽的介绍，这让我对激光技术有了全新的认识。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位耐心细致的老师，它引导我一步步深入光学殿堂，激发了我对这个领域更深层次的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样对光学有浓厚兴趣但又缺乏系统学习的读者来说，这本书简直就是一份宝藏。它以一种极其平易近人的方式，将复杂的光学原理娓娓道来。我特别喜欢书中对一些历史典故的引用，比如牛顿的光粒说和惠更斯的光波说之间的争论，这让我了解了光学理论是如何一步步发展演进的，也感受到了科学探索的曲折与辉煌。书中对光学仪器原理的讲解也非常精彩，从简单的放大镜到复杂的显微镜和望远镜，我都能够清晰地理解其设计思路和工作机制。我反复阅读了关于偏振光的部分，书中的实验设计和数据分析方法让我觉得非常实用。我感觉这本书就像一位睿智的长者，用他丰富的知识和经验，带领我领略光学世界的奥妙。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

让你的生活过得更充实，学习到不同的东西。感受世界的不同。

评分☆☆☆☆☆

在我们国家还有很多孩子连最基本的教育都没办法享受的。

评分☆☆☆☆☆

所以，你现在不需要总结，随着年龄的成长，你会明白的，还是有时间多学习一下。

评分☆☆☆☆☆

读书养性，读书可以陶冶自己的性情，使自己温文尔雅，具有书卷气；读书破万卷，下笔如有神，多读书可以提高写作能力，写文章就才思敏捷；旧书不厌百回读，熟读深思子自知，读书可以提高理解能力，只要熟读深思，你就可以知道其中的道理了；读书可以使自己的知识得到积累，君子学以聚之。总之，爱好读书是好事。让我们都来读书吧。

评分☆☆☆☆☆

让你的生活过得更充实，学习到不同的东西。感受世界的不同。

评分☆☆☆☆☆

在我们国家还有很多孩子连最基本的教育都没办法享受的。

评分☆☆☆☆☆

虽然现在读书的压力很大，但请务必相信你是幸福的。

评分☆☆☆☆☆

古代的那些文人墨客,都有一个相同的爱好-------读书.书是人类进步的阶梯.读书是每个人都做过的事情,有许多人爱书如宝,手不释卷,因为一本好书可以影响一个人的一生.那么,读书有哪些好处呢?1读书可以丰富我们的知识量.多读一些好书,能让我们了解许多科学知识.2读书可以让我们拥有"千里眼".俗话说的好"秀才不出门,便知天下事.""运筹帷幄,决胜千里."多读一些书,能通古今,通四方,很多事都可以未卜先知.3读书可以让我们励志.读一些有关历史的书籍,可以激起我们的爱国热情.4读书能提高我们的写作水平.读一些有关写作方面的书籍,能使我们改正作文中的一些不足,从而提高了我们的习作水平.读书的好处还有一点,就是为我们以后的生活做准备.读书的好处很多。